RU2232252C1 - Device for generating hydraulic pressure impulses in a well - Google Patents
Device for generating hydraulic pressure impulses in a well Download PDFInfo
- Publication number
- RU2232252C1 RU2232252C1 RU2002128566/03A RU2002128566A RU2232252C1 RU 2232252 C1 RU2232252 C1 RU 2232252C1 RU 2002128566/03 A RU2002128566/03 A RU 2002128566/03A RU 2002128566 A RU2002128566 A RU 2002128566A RU 2232252 C1 RU2232252 C1 RU 2232252C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sub
- rotor
- piston
- stator
- well
- Prior art date
Links
Landscapes
- Rotary Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к устройствам, обеспечивающим повышение нефтеотдачи пластов в эксплуатационных скважинах за счет создания гидравлических импульсов давления в скважине.The invention relates to the oil industry, and in particular to devices that provide enhanced oil recovery in production wells by creating hydraulic pressure pulses in the well.
Известно устройство для создания гидравлических импульсов давления в скважине (см.: Гадиев С.М. Использование вибрации в добыче нефти. М.: Недра, 1977 г., с. 50, рис. 27).A device is known for creating hydraulic pressure pulses in a well (see: Gadiev S.M. Use of vibration in oil production. M: Nedra, 1977, p. 50, Fig. 27).
Известное устройство содержит приводной узел, прерыватель потока и опорный узел. Приводной узел включает неподвижный статор и подвижный ротор. Присоединенный к нижнему концу колонны насосно-компрессорных труб, статор выполнен цилиндрическим и имеет на боковой поверхности продольные прорези, выполненные наклонно по отношению к образующей цилиндрической поверхности. На статоре установлен в подшипниках опорного узла полый трубчатый ротор, также имеющий на боковой поверхности продольные прорези, наклоненные к образующей ротора в противоположном направлении по отношению к прорезям статора. При подаче промывочной жидкости ротор совершает вращательное движение относительно статора, при этом прорези статора периодически перекрываются внутренней поверхностью ротора, которая выполняет роль прерывателя потока. За счет перекрытия потока в жидкости возникают циклические колебания давления, которые передаются в затрубное пространство и воздействуют на пласт.The known device comprises a drive unit, a flow chopper and a support unit. The drive unit includes a fixed stator and a movable rotor. Attached to the lower end of the tubing string, the stator is cylindrical and has longitudinal slots on the lateral surface, made obliquely with respect to the generatrix of the cylindrical surface. A hollow tubular rotor is installed on the stator in the bearings of the support unit, also having longitudinal slots on the side surface inclined to the rotor generatrix in the opposite direction with respect to the stator slots. When flushing fluid is supplied, the rotor rotates in relation to the stator, while the stator slots periodically overlap with the inner surface of the rotor, which acts as a flow interrupter. Due to the blocking of the flow in the fluid, cyclic pressure fluctuations occur, which are transmitted to the annulus and act on the formation.
Известный гидравлический скважинный пульсатор имеет высокую частоту гидравлических пульсаций. Работа известного пульсатора возможна только на технически чистых жидкостях. Износ ротора и статора при воздействии высоких скоростей движения жидкости и высоких значений перепадов пульсирующего давления приводит к ухудшению энергетических характеристик приводного узла и к снижению величины пульсаций давления, создаваемых прерывателем потока.Known hydraulic downhole pulsator has a high frequency of hydraulic pulsations. The operation of the known pulsator is possible only on technically pure liquids. The wear of the rotor and stator when exposed to high fluid velocities and high fluctuations in the pulsating pressure leads to a deterioration in the energy characteristics of the drive unit and to a decrease in the pressure pulsations created by the flow chopper.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является устройство для создания гидравлических импульсов давления в скважине (см. патент РФ №2151265, кл. Е 21 В 28/00 от 08.09.1998 г.).The closest in technical essence to the claimed solution is a device for creating hydraulic pressure pulses in a well (see RF patent No. 2151265, class E 21 B 28/00 from 09/08/1998).
Упомянутое устройство включает приводной узел, выполненный в виде винтового героторного механизма, статор которого имеет внутренние винтовые зубья, а ротор содержит наружные винтовые зубья для взаимодействия с внутренними винтовыми зубьями статора, прерыватель потока - заслонку, связанную с ротором, заглушку с отверстием для прохода жидкости и переводник для соединения устройства с колонной труб.The said device includes a drive unit made in the form of a screw gerotor mechanism, the stator of which has internal helical teeth, and the rotor contains external helical teeth for interaction with the internal helical teeth of the stator, a flow interrupter - a shutter connected to the rotor, a plug with a hole for the passage of fluid and sub to connect the device to the pipe string.
Однако это устройство имеет ряд недостатков.However, this device has several disadvantages.
1. В известном устройстве под действием гидравлического перекашивающего момента его ротор имеет непостоянную ориентацию в статоре. Верхняя часть ротора по направлению потока жидкости прижимается к обкладке статора в зоне полюса зацепления (область выпукло-вогнутого контакта зубьев), а нижняя часть ротора стремится отойти от обкладки статора в сторону выпукло-вогнутого контакта зубьев.1. In the known device under the action of a hydraulic skew moment, its rotor has an unstable orientation in the stator. The upper part of the rotor in the direction of fluid flow is pressed against the stator lining in the area of the engagement pole (the area of the convex-concave contact of the teeth), and the lower part of the rotor tends to move away from the stator lining towards the convex-concave contact of the teeth.
Под действием гидравлического перекашивающего момента его ротор имеет непостоянную ориентацию, следовательно, заслонка не может полностью перекрывать отверстие для прохода жидкости, если оно выполнено в торце заглушки. Между плоскостью заслонки и плоскостью заглушки будет сохраняться некоторый угол α, т.е. зазор, через который часть жидкости будет проходить мимо заслонки.Under the influence of a hydraulic skew moment, its rotor has an unstable orientation, therefore, the shutter cannot completely block the fluid passage if it is made at the end face of the plug. Between the plane of the shutter and the plane of the stub, a certain angle α will remain, i.e. clearance through which part of the fluid will pass past the shutter.
Неполное перекрытие отверстия ведет к снижению величины гидроимпульса, который прямо пропорционален изменению скорости прохода жидкости.Incomplete overlapping of the hole leads to a decrease in the magnitude of the hydraulic pulse, which is directly proportional to the change in the fluid passage speed.
2. Устройство не позволяет производить кислотные обработки, не прокачав кислоту через гидропульсатор, а это отрицательно отражается на его долговечности.2. The device does not allow acid treatment without pumping acid through a hydro pulsator, and this negatively affects its durability.
Задача изобретения - повышение эффективности гидроимпульсного воздействия на пласт, увеличение надежности и долговечности устройства.The objective of the invention is to increase the efficiency of hydroimpulse effects on the reservoir, increasing the reliability and durability of the device.
Поставленная задача решается за счет того, что устройство для создания гидравлических импульсов давления в скважине, содержащее приводной узел, выполненный в виде винтового героторного механизма, статор которого имеет внутренние винтовые зубья, а ротор содержит наружные винтовые зубья для взаимодействия с внутренними винтовыми зубьями статора, прерыватель потока - заслонку, связанную с ротором, заглушку с отверстием для прохода жидкости и переводник для соединения устройства с колонной труб, снабжено соединенным с винтовым героторным механизмом дополнительным переводником, заглушка размещена в дополнительном переводнике и выполнена в виде установленного с возможностью осевого перемещения поршня, боковая часть которого имеет бочкообразную форму, причем дополнительный переводник и поршень выполнены с отверстиями для размещения ограничителей вращения поршня, при этом в переводнике для соединения устройства с колонной труб установлены обратные клапаны: боковой - для соединения полости упомянутого переводника с затрубным пространством и центральный - для соединения пространства винтового героторного механизма с полостью упомянутого переводника.The problem is solved due to the fact that the device for creating hydraulic pressure pulses in the well, containing a drive unit made in the form of a screw gerotor mechanism, the stator of which has internal helical teeth, and the rotor contains external helical teeth for interaction with the internal helical teeth of the stator, a breaker flow - a valve associated with the rotor, a plug with an opening for the passage of fluid and an adapter for connecting the device to the pipe string, equipped with a screw gerotor mechanism by an additional sub, the plug is placed in an additional sub and made in the form of an axially mounted piston, the lateral part of which is barrel-shaped, with an additional sub and a piston made with holes for accommodating piston rotation limiters, while in the sub to connect the device to the column check valves are installed in the pipes: lateral - for connecting the cavity of the said sub with the annulus and central - for connecting I am the space of the screw gerotor mechanism with the cavity of the aforementioned sub.
На чертеже показан общий вид устройства для создания гидравлических импульсов давления.The drawing shows a General view of a device for creating hydraulic pressure pulses.
Устройство содержит перепускной узел, состоящий из переводника 1 с боковым 2 и центральным 3 обратными клапанами, приводной узел, состоящий из статора 4 и ротора 5, пяты 6 и шара 7, прерыватель потока - заслонку 8, соединенную с ротором 5, и расположенную внутри дополнительного переводника 9 заглушку, выполненную в виде поршня 10. Поршень имеет бочкообразную форму, причем поршень и дополнительный переводник 9 выполнены с отверстиями 11 для размещения в них ограничителей вращения поршня 12. Поршень имеет манжету 13 и отверстия 14 для прохождения потока жидкости, а снизу его размещена пружина 15.The device contains a bypass assembly consisting of a sub 1 with side 2 and a central 3 non-return valves, a drive assembly consisting of a stator 4 and a rotor 5, a heel 6 and a ball 7, a flow interrupter - a shutter 8 connected to the rotor 5 and located inside the additional the sub 9 is a plug made in the form of a piston 10. The piston has a barrel-shaped shape, and the piston and an additional sub 9 are made with holes 11 to accommodate the piston 12 limiters therein. The piston has a sleeve 13 and holes 14 for flow fluid, and below it is placed a spring 15.
Устройство для создания гидравлических импульсов работает следующим образом. При кислотной обработке продуктивного пласта кислота подается через насосно-компрессорные трубы НКТ к устройству, спущенному к подошве обрабатываемого пласта. Кислота продавливается в скважину. Она проходит через боковой обратный клапан 2. После ее продавливания в затрубное пространство устройство поднимается выше уровня закачанной кислоты в обсадной колонне.A device for creating hydraulic pulses works as follows. In the acid treatment of a reservoir, acid is fed through tubing tubing to a device lowered to the bottom of the reservoir. Acid is forced into the well. It passes through the side check valve 2. After it is pressed into the annulus, the device rises above the level of the injected acid in the casing.
Создается обратная циркуляция жидкости через затрубное пространство, устройство, насосно-компрессорные трубы к устью скважины.The reverse fluid circulation through the annulus, device, tubing to the wellhead is created.
Устройство выполнено таким образом, что кислота не проходит через винтовую пару - героторный механизм и не наносит ему вреда, воздействуя на полированную поверхность ротора, что существенно удлиняет срок его службы.The device is designed in such a way that the acid does not pass through the screw pair - the gerotor mechanism and does not harm it by acting on the polished surface of the rotor, which significantly lengthens its service life.
При обратной промывке скважины рабочая жидкость поступает в дополнительный переводник 9, затем через отверстие 14 попадает в приводной узел, состоящий из статора 4 и ротора 5, приводит во вращение ротор 5 и выходит через центральный клапан 3 в насосно-компрессорные трубы. Прерыватель потока - заслонка 8 периодически перекрывает отверстие 14 в поршне 10, вызывает появление гидравлических импульсов в скважине. Так как заслонка 8 описывает планетарную траекторию из-за изменения угла наклона оси ротора 5 при его вращении, поршень 10 следует изменению угла наклона оси ротора 5 и его продолжению - прерывателю потока 8.When backwashing the well, the working fluid enters an additional sub 9, then through the hole 14 it enters the drive unit, consisting of a stator 4 and rotor 5, rotates the rotor 5 and exits through the central valve 3 into the tubing. The flow interrupter - the shutter 8 periodically blocks the hole 14 in the piston 10, causing the appearance of hydraulic pulses in the well. Since the shutter 8 describes a planetary trajectory due to a change in the angle of inclination of the axis of the rotor 5 during its rotation, the piston 10 follows a change in the angle of inclination of the axis of the rotor 5 and its continuation — to the flow interrupter 8.
Поршень 10 своей плоскостью контактирует с плоскостью прерывателя потока - заслонки 8 под действием пружины 15 и перепада давления, который возникает при прохождении потока жидкости через отверстие 14.The piston 10 in its plane is in contact with the plane of the flow interrupter - the shutter 8 under the action of the spring 15 and the pressure drop that occurs when the fluid flow passes through the hole 14.
Контакт плоскости заслонки 8 с плоскостью поршня 10 обеспечивается за счет бочкообразной формы поршня 10, который наклоняется и следует за наклоном плоскости заслонки 8 при вращении ротора 5.The contact plane of the valve 8 with the plane of the piston 10 is provided due to the barrel-shaped shape of the piston 10, which tilts and follows the inclination of the plane of the valve 8 during rotation of the rotor 5.
Возможный угол наклона поршня 10 в дополнительном переводнике 9 больше угла наклона ротора 5 при его вращении.The possible angle of inclination of the piston 10 in the additional sub 9 is greater than the angle of inclination of the rotor 5 during its rotation.
Практически по этой же схеме проводятся работы с устройством при дренаже приствольной части в нагнетательных скважинах или при изоляции проницаемых пластов с помощью тампонажных составов, например глинистого раствора. Глиноматериал как тампонажный состав наиболее стойкий к коррозии и воздействию различных минерализованных сред.Practically according to the same scheme, work is carried out with the device when draining the near-stem part in injection wells or when isolating permeable formations using grouting compositions, for example, clay mud. Clay material as a grouting composition is the most resistant to corrosion and various mineralized environments.
При проведении работ по дренированию перфорированного интервала в нагнетательных скважинах обычно используется пластовая вода. В скважину спускается устройство для создания импульсов давления к кровле перфорированного интервала. Создается обратная циркуляция. При этом определяются следующие параметры режима закачки пластовой воды: производительность закачки, м3/ч, давление на устье скважины, ΔР.When conducting work on the drainage of the perforated interval in injection wells, formation water is usually used. A device is lowered into the well to create pressure pulses to the roof of the perforated interval. Reverse circulation is created. In this case, the following parameters of the formation water injection mode are determined: injection productivity, m 3 / h, pressure at the wellhead, ΔР.
Повторные замеры режима закачки производятся через 2 часа. В случаях, если приемистость скважины за время обработки не изменилась, то рекомендуется увеличить производительность закачки жидкости в 1,5 раза с фиксированием результатов также через 2 часа.Repeated measurements of the injection mode are made after 2 hours. In cases where the injectivity of the well during the treatment has not changed, it is recommended to increase the productivity of fluid injection by 1.5 times with fixing the results also after 2 hours.
Усиление воздействия на перфорированный интервал нагнетательной скважины может достигаться дополнительно за счет частичного перекрытия выхода жидкости на поверхность из НКТ. При этом гидроимпульсы создаются с прежней частотой и величиной давления, но при повышенном общем давлении в скважине. При наличии сомкнутых трещин эта дополнительная операция приносит эффект по их дренажу.The increase in the impact on the perforated interval of the injection well can be achieved additionally due to the partial overlap of the fluid exit to the surface from the tubing. In this case, hydraulic pulses are created with the same frequency and pressure, but with an increased total pressure in the well. In the presence of closed cracks, this additional operation brings an effect on their drainage.
Устройство для создания гидравлических импульсов давления рекомендуется применять при изоляционных работах, например, при использовании глинистого раствора в качестве тампонажного материала. Применение глинистого раствора (глины) эффективно при изоляции пластов, насыщенных сероводородом, или при необходимости проведения ликвидации притока жидкости в обсадные колонны в сложных условиях, как то: высокие температуры, большая глубина скважин.A device for creating hydraulic pressure pulses is recommended for insulation work, for example, when using clay mud as a grouting material. The use of a clay solution (clay) is effective in isolating formations saturated with hydrogen sulfide, or when it is necessary to eliminate the flow of fluid into the casing strings under difficult conditions, such as high temperatures, large depths of wells.
Изоляционные работы с применением глинистого раствора производятся по следующей схеме.Insulation work using clay mortar is carried out according to the following scheme.
В скважину спускается устройство до подошвы перфорированного интервала. Через НКТ закачивается запланированный объем глинистого раствора и продавливается на равновесие столбов раствора в НКТ и в затрубном пространстве.The device descends into the well to the bottom of the perforated interval. The planned volume of clay mud is pumped through the tubing and forced into the equilibrium of the pillars of the solution in the tubing and in the annulus.
Затем устройство поднимается выше верхней границы закачанного в обсадную колонну глинистого раствора и восстанавливается обратная циркуляция. При этом ниже устройства возникают импульсы из-за перекрытия проходного отверстия во время вращения ротора винтового двигателя.Then the device rises above the upper boundary of the clay solution injected into the casing and the reverse circulation is restored. In this case, pulses occur below the device due to the overlapping of the passage opening during rotation of the rotor of the screw engine.
Работа устройства продолжается до тех пор, пока при круговой циркуляции в обсадную колонну не войдет объем циркулирующей жидкости, равный объему глинистого раствора. После этого круговая циркуляция прекращается. Операция считается законченной.The operation of the device continues until, during circular circulation, the volume of circulating liquid equal to the volume of the clay solution enters the casing. After that, the circular circulation stops. The operation is considered completed.
Преимуществом заявляемого устройства по сравнению с известным является значительное повышение нефтеотдачи пласта за счет усиления гидроимпульсного воздействия на него, кроме того, устройство долговечно и надежно в работе, т.к. исключается контакт кислоты с поверхностью героторного механизма.The advantage of the claimed device in comparison with the known one is a significant increase in oil recovery due to increased hydroimpulse effects on it, in addition, the device is durable and reliable in operation, because contact of the acid with the surface of the gerotor mechanism is excluded.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002128566/03A RU2232252C1 (en) | 2002-10-23 | 2002-10-23 | Device for generating hydraulic pressure impulses in a well |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002128566/03A RU2232252C1 (en) | 2002-10-23 | 2002-10-23 | Device for generating hydraulic pressure impulses in a well |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002128566A RU2002128566A (en) | 2004-04-27 |
| RU2232252C1 true RU2232252C1 (en) | 2004-07-10 |
Family
ID=33413113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002128566/03A RU2232252C1 (en) | 2002-10-23 | 2002-10-23 | Device for generating hydraulic pressure impulses in a well |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2232252C1 (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105781418A (en) * | 2014-12-26 | 2016-07-20 | 中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院 | Amplitude-adjustable hydraulic pulse generating device |
| RU2593842C1 (en) * | 2012-11-30 | 2016-08-10 | Нэшнл Ойлвэл Варко, Л.П. | Downhole device for generation of pulsations for well operations |
| RU2607003C1 (en) * | 2013-09-13 | 2017-01-10 | Нэшнл Ойлвэл Варко, Л.П. | Bottom-hole pulses generating device |
| CN106948761A (en) * | 2017-04-28 | 2017-07-14 | 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 | Hydraulic oscillator |
| RU2645198C1 (en) * | 2016-10-17 | 2018-02-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис" | Oscillator for drilling string |
| RU184478U1 (en) * | 2018-08-21 | 2018-10-29 | Общество с ограниченной ответственностью "Луч" | Downhole pulsator |
| RU2750144C1 (en) * | 2020-12-01 | 2021-06-22 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Вниибт-Буровой Инструмент" | Drill string oscillator |
| RU2767507C1 (en) * | 2021-03-29 | 2022-03-17 | Алексей Владимирович Лысенков | Vibroacid bottomhole zone stimulation device |
-
2002
- 2002-10-23 RU RU2002128566/03A patent/RU2232252C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2593842C1 (en) * | 2012-11-30 | 2016-08-10 | Нэшнл Ойлвэл Варко, Л.П. | Downhole device for generation of pulsations for well operations |
| RU2607003C1 (en) * | 2013-09-13 | 2017-01-10 | Нэшнл Ойлвэл Варко, Л.П. | Bottom-hole pulses generating device |
| CN105781418A (en) * | 2014-12-26 | 2016-07-20 | 中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院 | Amplitude-adjustable hydraulic pulse generating device |
| RU2645198C1 (en) * | 2016-10-17 | 2018-02-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис" | Oscillator for drilling string |
| CN106948761A (en) * | 2017-04-28 | 2017-07-14 | 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 | Hydraulic oscillator |
| CN106948761B (en) * | 2017-04-28 | 2019-02-01 | 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 | Hydraulic oscillator |
| RU184478U1 (en) * | 2018-08-21 | 2018-10-29 | Общество с ограниченной ответственностью "Луч" | Downhole pulsator |
| RU2750144C1 (en) * | 2020-12-01 | 2021-06-22 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Вниибт-Буровой Инструмент" | Drill string oscillator |
| RU2767507C1 (en) * | 2021-03-29 | 2022-03-17 | Алексей Владимирович Лысенков | Vibroacid bottomhole zone stimulation device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2002123564A (en) | BOTTOM DRILLING EQUIPMENT WITH INDEPENDENT JET PUMP | |
| RU2232252C1 (en) | Device for generating hydraulic pressure impulses in a well | |
| RU2151265C1 (en) | Device for producing hydraulic pressure pulses in well | |
| RU2195544C1 (en) | Device for producing hydraulic pressure pulses in well (versions) | |
| RU2284410C2 (en) | Downhole pumping plant for oil production and water injection in formation | |
| SU1772345A1 (en) | Oil-well vibrator | |
| SU1535961A1 (en) | Arrangement for preventing croocking of wells | |
| SU120189A1 (en) | Device for drilling deep wells | |
| RU31400U1 (en) | Downhole hydraulic vibrator | |
| SU1779779A1 (en) | Well sucker-rod pump | |
| RU1778275C (en) | Vibrating shoe of easing string | |
| RU23312U1 (en) | Borehole Check Valve | |
| SU1765356A1 (en) | Columnar tool | |
| RU33180U1 (en) | Submersible pumping unit for operation of producing wells | |
| RU17344U1 (en) | Borehole PUMP PUMP UNIT | |
| RU2065026C1 (en) | Method for producing flooded oil | |
| RU2065997C1 (en) | Downhole rod pump | |
| SU108960A1 (en) | Device for drilling wells without flushing fluid to the surface | |
| SU802512A1 (en) | Arrangement for flushing absorbing wells | |
| RU2267607C2 (en) | Device to repeatedly create differential pressure drawdown in bottomhole formation zone | |
| SU1446272A1 (en) | Method of cleaning bottom hole in well-drilling | |
| SU1346734A1 (en) | Method of drying soil mass | |
| SU1213171A1 (en) | Core tool for pumpless drilling | |
| RU2020279C1 (en) | Deep well pumping plant | |
| SU1691489A1 (en) | Method for drilling hole complicated conditions |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20071024 |